鲁南战役，山东、华中野战军全歼国民党军2个整编师部、4个旅、1个快速纵队（含步兵1个旅）另1个团，共计5.3万余人，自身仅伤亡8000余人。缴获了大批武器装备，包括坦克24辆、汽车470余台、各种炮217门（其中105毫米榴弹炮48门）。这些重装备为解放军组建特种兵提供了物质基础。由于缴获了1000余挺轻重机枪，不少野战部队在战后将营属机枪排扩大为机枪连。
鲁南战役的胜利，华东解放军俘获大批国民党军人员和武器装备，特别是缴获大批现代化武器和俘获大批技术人才，为华东解放军特种兵建设提供了必要的条件。
鲁南战役胜利，华东解放军收复了邳县、峄县、枣庄，实现了中共中央军委开辟鲁南战场，准备打更大的歼灭战的战略意图。1月21日，毛泽东电示陈毅、粟裕、谭震林：“从攻克枣庄翌日起，全军整训两星期，集中一切力量歼灭欧震。”“三十五天内你们歼灭第69、第26、第513个整师，取得空前大捷。主要缺点是未能于宿北、鲁南两役中集中山野、华野全力于一个战役，而被欧震、李延年牵制了我军20个团以上，否则胡琏冯治安两部已被歼灭。今后打欧震务必集中50个团于一个战场上作战。对台徐临城方面仅用地方游击队监视之即可。”（《毛泽东军事文集》第3卷，第632页）陈、粟、谭遵照指示，抓紧战争间隙，一面补充，整编、训练部队，一面加紧调查研究国民党军动向，准备迎接新的战斗。
中共中央军委高度评价了鲁南战役的意义，在1947年1月14日致山东、华中野战军首长的电文中指出：“鲁南胜利，局面打开，我已夺取主动，敌已陷于被动。”（《毛泽东军事文集》第3卷，军事科学出版社，中央文献出版社1993年12月第1版，第618页）
华中野战军司令员粟裕认为：“宿北、鲁南战役，是（华东）我军由解放区前沿作战向纵深作战转变的关键两仗。这两仗打好了，这个转变就转好了。”他还认为，这两仗对解放军的建设也具有特殊的意义；对解决华中部队由苏北撤向山东的思想问题，对全面锻炼和提高部队的战斗力有重大的作用；特别是为山东、华中两野战军从作战指导思想、指挥关系以至组织编制实现集中统一，奠定了基础。（粟裕在军事科学院一次谈话的记录稿，1981年12月）
鲁南战役，山东、华中野战军在集中绝对优势兵力各个歼灭敌人、准确选择突击方向和打击对象、严密组织战役分割与战术包围、适时转用兵力扩大战果以及以劣势装备打击敌装甲部队等方面，都获得了很大的成功。陈毅在谈到鲁南战役的作战特点时指出：采取钻隙挖心的战法，对于密集并进的国民党军重兵集团，具有特殊的作用。“我军对于敌军几个军靠拢，使用推进战术时，不用钻隙挖心的办法，只从正面或翼侧进攻，皆无法达到歼敌的目的。此种战法，形式上突入敌之包围，是冒险的。实际上，是一种集团兵力的奇袭，乃是奏效最易的。”“鲁南战役，以一个纵队插入敌马励武26师及冯治安77师、59师之间，先打着26师师部及其坦克部队，冯部与马励武部间隙只十余里、二十里不等”，即是成功的一例。（陈毅：《组织战役和战斗的经验》）
国民党军在检讨鲁南战役的教训时谈到：在战略上，“我军备兵团过于分离，当匪自苏北向新安镇以北撤退时，我欧震兵团及74师、11师等部，均无积极行动牵制匪军，使匪得以彻底集中兵力击破我26师。其后，我欧震兵团仍复迟迟其行，……每日以八公里之行程”，到达新安镇后，又复停止两日，“使匪再得击破我51师”。在战术上，“鲁南我军过于突出，第一线部队拘守点线，正面太广”，以致被各个包围击破（国民党军官训练团编：《一年来重要战役之检讨》）。